【正文】 精餾段最少理論板數(shù)：，即進料板為從上往下數(shù)第15塊板。設計加入的堿液是質(zhì)量分數(shù)為5%的氫氧化鈉溶液，%。除沫器的直徑為：選取不銹鋼標準型除沫器，規(guī)格40100，不銹鋼絲網(wǎng)尺寸。（5）上下封頭采用橢圓形封頭，形狀系數(shù)K=，材質(zhì)為18MnMoNbR，直邊高度為25mm，封頭內(nèi)徑為2600mm，則hi=650mm，則封頭的設計壁厚： 取封頭的附加厚度為C=，圓整為40mm。殼體最高允許工作壓力： 合成塔封頭設計 上下封頭采用橢圓形封頭，材質(zhì)為18MnMoNbR，直邊高度為25mm，取形狀系數(shù)K=，即Di/2hi=，封頭內(nèi)徑為4650mm，則hi=1224mm，則封頭的設計壁厚： 取封頭的附加厚度為C=，圓整為65mm。k）CH3OH（氣相）103H 2105CO104CO2104N2104Ar104CH4104( CH3 )2OC4H9OHH2O104CH3OH（液相）105（1）氣相帶出的熱量：氣相總熱量：（2） 液相帶出的熱量：液相總熱量：所以出水冷器總熱量： 冷卻水的用量冷卻水進口溫度為25℃，出口溫度為70℃，由上面計算得：冷卻水吸收的熱量為：則冷卻水的用量： 甲醇分離器的熱量衡算物料進入分離器后，氣相由分離器上部分出；液相由下部分出。k）CH3OH105H 2105CO104CO2104N2104Ar104CH4105( CH3 )2OC4H9OHH2O則，每小時出塔熱量： 總出塔熱量 合成塔熱量損失假設合成塔的熱量損失為5%，則損失的這部分能量的值為： 蒸汽吸收的熱量全塔熱平衡方程式為：∑Q1 +∑Qr = ∑ Q2 + ∑Q3 +Q4 得：蒸汽吸收的熱量為： 水蒸氣入口溫度為200℃，出口溫度為224℃，查《化工工藝設計手冊》得：（kg各組分等量關系如下：CO的消耗總量： H2的消耗總量： CO2的消耗總量：N2的消耗總量：Ar的消耗總量：CH4的消耗總量： 由此可得新鮮氣體中各氣體流量，如下表： 新鮮氣組成組分單位COCO2H2N2ArCH4含量kmol/h++++++總計+新鮮氣（合成氣）中惰性氣體（N2 + Ar+CH4）%，反應過程中惰性氣體的量保持不變，（N2 + Ar+CH4）=+， 則解得， ，由此可得到新鮮氣的量為G新鮮=所以馳放氣的組成如下 馳放氣組成氣體CH3OHH2COCO2N2ArCH4組成%含量kmol/h新鮮氣（合成氣）組成如下 新鮮氣 (合成氣) 組成氣體CH4H2COCO2N2Ar組成%含量kmol/h 循環(huán)氣氣量的確定即：整理的：%，由甲醇的物料守恒得：解得： 循環(huán)氣組成氣體CH3OHH2COCO2N2ArCH4組成%含量kmol/h 循環(huán)比 入塔氣和出塔氣組成 由：入塔氣量=新鮮氣量+循環(huán)氣量 得：入塔氣各組分組成：H2的含量：CO的含量：CO2的含量：N2的含量：Ar的含量：CH4的含量：CH3OH的含量：，組成如下： 入塔氣組成氣體CH3OHH 2COCO2N2ArCH4組成%含量kmol/h由：出塔氣量=入塔氣量—反應中消耗量+反應中生成量出塔氣各組分含量：CH3OH的含量：H2的含量： CO的含量：CO2的含量：N2的含量：Ar的含量：CH4的含量：H2O的含量：（CH3)2O的含量：C4H9OH的含量： 出塔氣組成氣體CH3OHH 2COCO2N2ArCH4(CH3)2OC4H9OHH2O組成%含量kmol/h 甲醇分離器出口氣體組成分離器出口組分=馳放氣氣體組分+循環(huán)氣氣體組分分離器出口氣體各組分組成：H2的含量：CO的含量：CO2的含量：N2的含量：Ar的含量：CH4的含量：CH3OH的含量：，各組分含量如下： 分離器出口氣體組成氣體CH3OHH 2COCO2N2ArCH4組成%含量kmol/h分離器出口液體組分=出塔氣組分分離器出口氣體組分，則各液體組分含量：，各組分含量如下： 分離器出口液體組成氣體CH3OH(CH3)2OC4H9OHH2Omol組成%含量kmol/h實際甲醇的年產(chǎn)量：，滿足設計要求的50萬噸年產(chǎn)量。工藝流程為：有粗甲醇貯罐出來的粗產(chǎn)品，經(jīng)預熱器進行加熱，至泡點溫度后進入預精餾塔。精脫硫時，凈化氣先進入水解槽預熱器（E4004）被變換氣冷凝液加熱到80℃，經(jīng)水解槽（R3001）水解后，在水解氣冷卻器（E4005）中冷卻至40℃，進到精脫硫槽（R3002A，B）精脫硫，得到符合甲醇合成所需的凈化氣體（CO2：2～3%，COS和H2S），送入合成甲醇工段。采用甲醇馳放氣（40℃，(A)）作為氣提氣進入濃縮塔下部，塔頂出來的氣提氣中主要是CO2 、H2及少量H2S、COS等氣體，(G)閃蒸氣合并經(jīng)閃蒸氣水冷器I（E3004）冷卻至40℃返回進NHD脫硫入口以回收高壓閃蒸氣中的H2。該溶劑本身無毒，對碳鋼等金屬無腐蝕性，并且不起泡，吸收COH2S、COS等酸性氣體的吸收能力強，價格相對便宜。變換工序主要有兩個方面的作用：通過變換調(diào)整氫碳比和使有機硫轉(zhuǎn)化為無機硫。㎜的粒度后，經(jīng)過干燥，通過濃相氣流輸入系統(tǒng)送至燒嘴。(4)氣化爐采用水冷壁結構，無耐火材料襯里。此次設計采用煤氣化的技術，綜合考慮各方面因素，采用的原料煤為無煙煤，組分見下表： 無煙煤的元素組成（質(zhì)量分數(shù)） %成分水分揮發(fā)分灰分碳氫氧氮硫含量 氣化工藝此次設計采用GSP氣化工藝。( 2 )揮發(fā)分。值得考慮的是，當空速增加到一定程度后，催化劑床層的溫度將不能維持，這將嚴重影響生產(chǎn)過程。 高、低壓合成甲醇主要技術經(jīng)濟指標指標高壓法低壓法30MPa5MPa原料/m3710690冷卻水/ m3211154電/6001000350420粗甲醇雜質(zhì)含量/%36轉(zhuǎn)化率（CO+CO2）/%9095催化劑類型ZnCrCuZnAl 氣體組成甲醇由一氧化碳和、二氧化碳和氫氣反應生成。另一方面，反應溫度與所選用的催化劑的類型有關，不同的催化劑有不同的活性溫度。但鋅鉻催化劑的活性溫度較高(320—400℃)，為了獲取較高的轉(zhuǎn)化率，必須在高壓下操作。加壓塔操作壓力為57bar(G)，塔頂甲醇蒸氣全凝后，部分作為回流經(jīng)回流泵返回塔頂，其余作為精甲醇產(chǎn)品送產(chǎn)品儲槽，塔底含水甲醇則進常壓塔。），℃ ≤高錳酸鉀試驗，min ≥503020水溶性試驗澄清水分含量，% ≤酸度（以HCOOH計），% ≤或堿度（以NH3計），% ≤羰基化合物含量（以CH2O計），% ≤蒸發(fā)殘渣含量，% ≤ 其他主要工業(yè)國家甲醇質(zhì)量標準指標美國ASTM美國Federal日本三菱 特級前蘇聯(lián)AA級高級品相對密度餾程（)/℃蒸餾量/%純度/%酸度/%醛酮/%高錳酸鉀試驗/min503010060水分/%不揮發(fā)物/%乙醇/% 幾種典型的甲醇精制工藝流程甲醇精餾的工藝流程有多種，可分為單塔精餾、雙塔精餾、三塔精餾和四塔精餾[11]。粗甲醇中的水是一種特殊的雜質(zhì)，水的含量僅次于甲醇，水與甲醇的分離是比較容易的。 粗甲醇的精制原理粗甲醇精制工序的目的脫除粗甲醇中的雜質(zhì)，制備符合質(zhì)量標準要求的甲醇。而且選擇性好，減少了副反應，改善了甲醇質(zhì)量，降低了原料的消耗。隨著脫硫技術的發(fā)展，高壓法也在逐步采用活性高的銅系催化劑，以改善合成條件，達到提高效率和增產(chǎn)甲醇的目的。為了解決石油資源不足的問題，許多國家正研究充分利用煤和天然氣資源，發(fā)展合成甲醇工業(yè)，以甲醇代替燃料或進一步合成汽油，也可以從甲醇出發(fā)合成乙醇，然后進行乙醇脫水生產(chǎn)乙烯，以替代石油生產(chǎn)乙烯的原料路線，或從甲醇直接制取乙烯、丙烯等低級烯烴[7，8，9]。；以甲醇為原料經(jīng)羰化反應直接合成醋酸也已經(jīng)工業(yè)化。甲醇合成的主反應是：CO+2H2CH3OH 在合成反應中，合成氣制甲醇工藝按壓力分為高壓、中壓和低壓法[10]。 日本新瀉公司中壓合成甲醇工藝（3）低壓法（—)是20世紀60年代后期發(fā)展起來的甲醇合成技術，由英國ICI公司研究得出。聯(lián)醇生產(chǎn)時在壓縮機五段出口與銅洗工段進口之間增加一套甲醇的合成裝置，包括甲醇合成塔、循環(huán)機、水冷器、分離器和粗甲醇貯槽等相關設備。： 不同生產(chǎn)方法粗甲醇組成 粗甲醇中雜質(zhì)的分類粗甲醇中所含有的雜質(zhì)種類很多，根據(jù)其性質(zhì)可以歸納為一下幾類：有機雜質(zhì)包含了醇、酮、醛、醚、酸、烷烴等有機物，根據(jù)其沸點的不同。如微量鐵在反應中生成的羰基鐵[Fe(CO)5]混在粗甲醇中與甲醇共沸，很難處理掉，影響精甲醇的質(zhì)量。塔頂經(jīng)部分冷凝后的大部分甲醇、水及少量雜質(zhì)留在液相作為回流返回塔，二甲醚等輕組分(初餾分)及少量的甲醇、水由塔頂逸出，塔底含水甲醇則由泵送至主精餾塔。冷凝后的精甲醇進入回流罐，一部分作為加壓塔回流，一部分作為精甲醇產(chǎn)品出裝置；加壓塔塔底的甲醇、高沸組分、水等進入常壓塔，常壓塔頂餾出精甲醇產(chǎn)品，在進料板下方設置側(cè)線抽出，抽出物主要為甲醇、水和高沸點組分，進入甲回收塔再回收甲醇，塔底廢水進入生化系統(tǒng)處理；回收塔設有側(cè)線抽出，主要抽出物為高沸點醇類，以保證回收塔塔頂精甲醇質(zhì)量和塔底廢水中總醇含量要求，塔底廢水送生化處理。對于化學反應來說，溫度升高有利于甲醇合成反應速率的加快。而且甲醇的平衡濃度也不是隨壓力而成線性增加，當壓力增至某一定數(shù)值時，平衡常數(shù)將趨于穩(wěn)定。此外原料氣之中含有一定量的CO2，可以減少反應熱量的放出，利于床層溫度的控制，同時還抑制二甲醚的生成。煤中的水分是指煤所含有的游離水（開采、運輸、堆放過程所沾上的水）、吸附水（凝膠水、表面吸附水、毛細孔吸附水和礦物質(zhì)結晶水）和化合水，它關系到煤的熱值和實用價值。故原料其中硫含量越低越好。對煤的灰熔點的適用范圍比其他氣化工藝更寬，即使是高水份、高灰分、高硫含量和高灰熔點的煤種也能使用。(8)氣化成本低，投資少。氣化爐冷激室里的渣粒固化成玻璃狀，通過鎖斗系統(tǒng)排出。來自脫硫系統(tǒng)的發(fā)電煤氣，溫度80℃，進入發(fā)電氣加熱器（E2007），溫度升至230℃，然后去發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電用。除去H2S的煤氣稱之為燃氣脫硫氣，與進塔的煤氣在氣體換熱器E3001A,B換熱，℃升至30℃，為滿足燃氣發(fā)電對硫含量的要求，燃氣脫硫氣首先進入預脫硫槽R3001脫除H2S氣體，然后在精脫硫槽預熱器E3008中被變換氣加熱到80℃，進入精脫硫槽R3002A,B，精脫硫槽上部裝水解催化劑，下部裝精脫硫劑，精脫硫后的氣體（H2S+COS20ppm）返回到燃氣熱回收系統(tǒng)。出再生塔（T3003）填料段的再生氣經(jīng)塔上部的旋流板，用塔頂回流的40℃的冷凝液洗滌冷卻到106℃左右進入酸性氣水冷器（E3006）冷卻到40℃，經(jīng)酸性氣分離器（V3005）分離掉酸性氣中夾帶水分，使酸性氣中含H2S25%，進入硫回收工段。合成塔出塔氣溫度約為 255 ℃，%，經(jīng)過水冷卻器換熱冷卻到40 ℃，冷凝的粗甲醇經(jīng)分離器分離?？紤]到粗甲醇精制過程中有一定的損耗，為保證設計的生產(chǎn)任務，合成工段的物料衡算以粗甲醇最終重量55萬噸計算。k）104105105104104104104則每小時入塔熱量： 所以總熱量 合成塔的反應熱由得：各組分生成的熱量如下 甲醇合成塔內(nèi)反應熱氣體CH3OH( CH3 )2OC4H9OHCH4CO生成熱kJ/mol－生成量kmol/h